快充行業(yè)系列之三：陶瓷球

正文目錄TOC\o"1-2"\h\z\u軸承為工業(yè)核心基礎(chǔ)零部件，陶瓷球為替代新方向 3軸承被稱為“機械關(guān)節(jié)”，陶瓷球應用潛力較大 3加工難度&成本雙高，陶瓷球規(guī)?；瘧檬芟?5800V突破傳統(tǒng)性能上限，加速陶瓷球滲透率提升 8800V平臺下，陶瓷球為解決軸承電腐蝕的重要路徑 8我們預計27年全球新能車領(lǐng)域陶瓷球市場空間達37億元 13產(chǎn)業(yè)鏈由國外企業(yè)主導，陶瓷球國產(chǎn)替代進行時 14粉體：宇部等海外企業(yè)壟斷高端市場供給 15陶瓷球：力星/中材國瓷等加快國產(chǎn)替代步伐 15陶瓷球軸承：SKF最早切入新能源汽車市場 17風險提示 18軸承為工業(yè)核心基礎(chǔ)零部件，陶瓷球為替代新方向800V800V軸承中，傳統(tǒng)鋼球的抗沖擊性能、耐腐蝕性能、絕緣性能、疲勞強度有限，陶瓷球替代可軸承是機械設(shè)備中的關(guān)鍵部件之一，極端工況下陶瓷軸承成為新選擇。軸承可以支撐旋轉(zhuǎn)部件、減少旋轉(zhuǎn)部件與固定部件之間的摩擦及降低磨損，廣泛應用于工業(yè)自動化、高端裝備、機器人、汽車制造、工程機械、國防、能源、航空航天及軌交等領(lǐng)域。軸承會影響機械設(shè)備的運行性能和精度等，隨著應用環(huán)境和條件的多樣化，對軸承的性能要求也越來越高。相比傳統(tǒng)軸承，陶瓷軸承更加適用于高真空、極端溫度、高速、強腐蝕等極端工況。圖表1：軸承下游應用廣泛 圖表2：高溫高速陶瓷軸承與鋼軸承的性對比能力對比（%） 鋼球 陶瓷球200150100500接觸應力

最大溫升

軸承壽命資料來源：蘇軸股份公開發(fā)行說明書， 資料來源：《高可靠性陶瓷軸承技術(shù)研究進展》（王黎欽等，2013），耐久性高、扭矩低、無磁性不導電、絕緣性好、導磁率低、自潤滑性等優(yōu)點。陶瓷軸承可以及超高真空環(huán)境、科研和國防軍事等領(lǐng)域。圖表3：陶瓷軸承較全鋼軸承的應用優(yōu)勢應用優(yōu)勢 具體情況40％，進而使用壽命大大延長。全陶瓷軸承的疲勞壽命可望比全鋼軸承長10-50倍，混合陶瓷軸承，壽命也比全鋼軸承的壽命高3-5倍左右壽命長、耐磨損轉(zhuǎn)速和加速能力高 可在DN40％，進而使用壽命大大延長。全陶瓷軸承的疲勞壽命可望比全鋼軸承長10-50倍，混合陶瓷軸承，壽命也比全鋼軸承的壽命高3-5倍左右壽命長、耐磨損同型號的軸承，陶瓷材料的質(zhì)量比鋼小，運轉(zhuǎn)時滾動體所受離心力和陀螺力矩小，自旋滑動小，因此摩擦損失明顯低于軸承鋼軸承摩擦溫升小、所需潤滑極少陶瓷材料的摩擦系數(shù)低，18000r/min60%。采用油潤滑的陶瓷軸承，在潤滑油變稀或貧油的情況下，其潤滑能力仍不低于鋼軸承常用的傳統(tǒng)潤滑劑同型號的軸承，陶瓷材料的質(zhì)量比鋼小，運轉(zhuǎn)時滾動體所受離心力和陀螺力矩小，自旋滑動小，因此摩擦損失明顯低于軸承鋼軸承絕緣性好，導磁率低無磁性不導電扭矩低耐熱性好、耐久性高剛性大，承載能力高絕緣性好，導磁率低無磁性不導電扭矩低耐熱性好、耐久性高剛性大，承載能力高耐腐蝕性好摩擦損失小2根據(jù)結(jié)構(gòu)，陶瓷軸承的扭矩約減小30%。由于陶瓷的彈性模量比鋼高，受力時不易變形，因此有利于提高工作速度，并達到較高的精度800℃仍保持有很高的強度和力學性能，同時22%，因此高溫尺寸穩(wěn)定性好。陶瓷受熱脹冷縮的影響比鋼小，因而在軸承的間隙一定時，可允許軸承在溫差變化較為劇烈的環(huán)境中工作，全陶瓷軸承能500℃左右溫度工作；陶瓷材料硬度高、耐磨性極好，根據(jù)結(jié)構(gòu)，陶瓷軸承的扭矩約減小30%。由于陶瓷的彈性模量比鋼高，受力時不易變形，因此有利于提高工作速度，并達到較高的精度幾乎為絕緣體，磁導遠小于幾乎為絕緣體，磁導遠小于0.1H，適合做任何非磁性零件自潤滑性 陶瓷軸承可實現(xiàn)自潤滑資料來源：《陶瓷軸承凸顯優(yōu)勢綠動未來》（李進衛(wèi)，2014），混合陶瓷軸承。全陶瓷軸承中，滾動體與套圈均為陶瓷材料；混合陶瓷軸承中，主要是僅滾動體為陶瓷材料，套圈仍為鋼制?；旌咸沾奢S承的性能優(yōu)于傳統(tǒng)軸承，且成本低于全陶（含滾動體，靠滾動體轉(zhuǎn)動來支撐轉(zhuǎn)動軸（平滑的面來支撐轉(zhuǎn)動軸圖表4：陶瓷軸承分類資料來源：《面向極端工況的Si3N4全陶瓷軸承關(guān)鍵技術(shù)與研究進展》（李頌華等，2023），滾動體是決定滾動軸承性能的重要部件。滾動軸承一般由內(nèi)圈、外圈、滾動體、保持架、密封件、油脂等組成。內(nèi)圈和外圈統(tǒng)稱為軸承套圈，是具有一個或幾個滾道的環(huán)形零件。內(nèi)圈通常固定在軸頸上，與軸一起旋轉(zhuǎn)；外圈通常固定在軸承座或機器的殼體上，起支撐滾動體的作用。滾動體安裝在內(nèi)圈和外圈之間，用于承受負荷，其形狀、大小和數(shù)量決定了軸承承受載荷的能力和高速運轉(zhuǎn)的性能。保持架將滾動體均勻地相互隔開，使每個滾動PEEK潤滑和密封的作用。圖表5：滾動軸承結(jié)構(gòu)拆解示意 圖表6：陶瓷球軸承結(jié)構(gòu)示意資料來源：萬達軸承招股說明書， 資料來源：《高溫高速混合陶瓷球軸承性能分析與試驗研究》《鄭艷偉等，2024》，加工難度&成本雙高，陶瓷球規(guī)模化應用受限（N、N元素的電負性相近，以共價鍵結(jié)合。三維網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)的強共價鍵帶來了高機械強度，同時也能抑制硅原子、氮原子的自擴散，使得生產(chǎn)過程中燒結(jié)致密化所需的體積擴散速度和晶界擴散速度，以及燒結(jié)驅(qū)動力都很小。相比其他陶瓷材料，氮化硅雖然硬度、韌性并非最高，但是在發(fā)生失效時，氮化硅會類似于軸承鋼失效一樣局部剝落，而不是像其他陶瓷材料一樣直接碎裂，所以更加適合應用于高性能軸承中。相比傳統(tǒng)鋼制球，陶瓷球具有低密度、高強度、熱膨脹系數(shù)小、耐高溫腐蝕、自潤滑、抗?jié)L動接觸疲勞能力強等特性。圖表7：軸承材料性能對比性能代號單位氮化硅氧化鋯氧化鋁軸承鋼不銹鋼密度ρ[g/cm3]3.2563.957.857.9線脹系數(shù)α[10-6/°K]3.210.58.51117彈性模量E[kN/mm2]320210380208200泊松比μ0.260.300.220.300.30硬度HV10150012501800700/強度δB[N/mm2]6009503002400/斷裂韌性Kie[MN/m3/2]610.55.525/導熱系數(shù)λ[W/m·K]352.53030-4015電阻率Ω[mm2/m]1018101510180.1-10.75資料來源：《陶瓷軸承球的應用和生產(chǎn)加工》（徐學敏，2016），陶瓷材料硬度高、耐磨、耐腐蝕等的特性也導致陶瓷球的加工難度較高。陶瓷球的生產(chǎn)主要包括粉體制備、成型、燒結(jié)、精密加工4個環(huán)節(jié)，流程為先制備致密高強的陶瓷球燒結(jié)體毛坯，然后對毛坯進行精密加工，得到成品。粉體制備：氮化硅粉體的純度、粒度、金屬雜質(zhì)含量等會影響陶瓷質(zhì)量與燒結(jié)性能。度、保溫時間及燒結(jié)方法等會影響燒結(jié)的效果。圖表8：陶瓷球生產(chǎn)流程資料來源：《面向極端工況的Si3N4全陶瓷軸承關(guān)鍵技術(shù)與研究進展》（李頌華等，2023），在陶瓷球的加工過程中，機床的選擇、加工工藝及參數(shù)（溫度、研磨速度與壓力等）等多低損傷加工工藝、無損檢測。圖表9：陶瓷球精密加工關(guān)鍵技術(shù)資料來源：《面向極端工況的Si3N4全陶瓷軸承關(guān)鍵技術(shù)與研究進展》（李頌華等，2023），陶瓷球質(zhì)量評價指標包括：加工精度、斷裂韌性、表面質(zhì)量、疲勞壽命等。1）加工精度：我國國家標準《GB/T31703-2015陶瓷球軸承氮化硅球》按照外觀、球直徑變動量、批直徑變動量等指標將陶瓷球劃分為G3、G5、G10、G16、G20、G24、G28、G40、G60、G100級別，精度依次由高到低，其中G5以下屬于高端陶瓷球。圖表10：陶瓷球等級劃分參數(shù)定義參數(shù) 定義等級 如G3、G5、G10等，數(shù)字越小表示越精密球直徑變動量 球的最大與最小單一直徑（與球?qū)嶋H表面相切的兩平行平面間的距離）之球形誤差 與最小二乘方球同心的最小外接球體與最大內(nèi)切球體之間的徑向距離表面粗糙度 具有相對較小間距的表面不平度，一般受到所采用的加工方法和（或）其他因素的影響球批直徑變動量 球批（假定制造條件相同并可視為一個整體的一定數(shù)量的球）中，最大球與最小球的平均直徑之差資料來源：中華人民共和國國家標準《GB/T308.2-2010滾動軸承球第2部分：陶瓷球》，圖表11：陶瓷球等級劃分球等級球直徑變動量（μm）球形誤差（μm）表面粗糙度（μm）球批直徑變動量（μm）G30.080.080.010.13G50.130.130.0140.25G100.250.250.020.5G160.40.40.0250.8G200.50.50.0321資料來源：中華人民共和國國家標準《GB/T31703-2015陶瓷球軸承氮化硅球》，高的材料在受到?jīng)_擊或應力集中時更不容易斷裂。由于陶瓷材料是典型的脆性材料，在受到拉伸或彎曲載荷時容易發(fā)生斷裂，提高陶瓷球的斷裂韌性對于確保其在苛刻工作條件下的性能和壽命至關(guān)重要。提高陶瓷球的斷裂韌性的方法包括細化晶粒（增加晶界面積，阻止裂紋擴展、纖維補強等。表面質(zhì)量：陷，會導致陶瓷球的局部應力集中，引起額外的摩擦和磨損，造成旋轉(zhuǎn)過程中的不平衡，從而降低強度、斷裂韌性、疲勞壽命，增加噪音與振動，影響可靠性與安全性。提高陶瓷球的表面質(zhì)量的方法包括采用合適的加工工藝以及無損檢測技術(shù)來控制和檢測表面缺陷。發(fā)生斷裂或破壞的時間或循環(huán)次數(shù)。軸承工作時，長期的旋轉(zhuǎn)和滾動會導致陶瓷球承受周期性的接觸應力；當應力超過材料的疲勞極限時，陶瓷球內(nèi)部或表面可能會產(chǎn)生微裂紋；隨著載荷的持續(xù)作用，這些微裂紋會逐漸擴展，最終可能導致陶瓷球的斷裂。提高陶瓷球的疲勞壽命的方法包括優(yōu)化材料制備工藝、改進設(shè)計和采用表面處理技術(shù)等。加工難度等影響下，陶瓷球成本高于傳統(tǒng)鋼制球。原材料成本方面，陶瓷球采用高純度的無機非金屬材料，成本通常高于鋼材。此外，國內(nèi)陶瓷球生產(chǎn)企業(yè)主要從海外進口粉體，成本較高。加工成本方面，陶瓷球的加工難度高于鋼制球，需要特殊工藝，生產(chǎn)效率可能相對更低，帶來更長的加工時間以及更高的加工成本。從精度、尺寸規(guī)格來看，一般精度等級越高、尺寸越大或者越小的陶瓷球，其生產(chǎn)難度與成本也越高。800V突破傳統(tǒng)性能上限，加速陶瓷球滲透率提升在新能源汽車中，通常驅(qū)動電機的兩端各有一個軸承。一端為固定端，用于軸向定位、承受軸向力；一端為浮動端，允許有軸向移動，用于承受軸的熱脹冷縮帶來的尺寸變化。這種設(shè)計有助于支撐電機的旋轉(zhuǎn)部分，減少摩擦，提高效率，并且有助于電機的平衡與穩(wěn)定運行。圖表12：電機軸承結(jié)構(gòu)示意圖 圖表13：電機軸承受力示意注：1-電動機中心軸；2-電動機前端蓋；3-電動機后端蓋；4-電動機后端軸承；5-電動機前端軸承資料來源：《新能源汽車驅(qū)動電機軸承噪聲分析及改進措施》（孫玉玲等，2022），

注：1-電動機中心軸；2-電動機輸出端；3-電動機前端蓋；4-電動機后端蓋資料來源：《新能源汽車驅(qū)動電機軸承噪聲分析及改進措施》（孫玉玲等，2022），新能源汽車驅(qū)動電機軸承相較于傳統(tǒng)汽車軸承，在性能和設(shè)計上要求更高。新能源汽車的驅(qū)動電機取代了傳統(tǒng)燃油汽車的發(fā)動機，作為核心部件，相對于常規(guī)電機，一般要求調(diào)速性強、高效區(qū)廣、功率密度高、瞬時功率大、過載能力強、可靠性強。高性能的驅(qū)動電機需要配套高性能的軸承，要求軸承具備高速性、急變速性、低摩擦、低噪音、耐高低溫、高疲勞壽命、高可靠性等特性。圖表14：新能源汽車驅(qū)動電機特點及對應軸承要求資料來源：《新能源汽車軸承設(shè)計研究》（韓晉軍，2018），800V平臺下，陶瓷球為解決軸承電腐蝕的重要路徑800V隨著續(xù)航里程的3年下半年開始V快充”成為小鵬、吉利極氪、廣汽埃安、上汽智己等多家車企多款新車型的關(guān)鍵詞。據(jù)我們202442345款快充車型發(fā)布上市。根據(jù)下游消費者需求以及電池廠快充電池的研發(fā)生產(chǎn)情況，我們推測，2024800V車型陸續(xù)開啟規(guī)模800V。圖表15：800V快充車型梳理（截至2024年4月23日）企業(yè)車型上市時間快充性能售價保時捷TaycanTurbo2019/9/4充電5min補能100km149.8萬保時捷新款Taycan2024/4/10充電18min@10%-80%-廣汽埃安昊鉑GT2023/7/3充電15min補能450km21.99萬起廣汽埃安昊鉑SSR2023/10/9充電15min補能450km128.6萬起廣汽埃安昊鉑HT2023/11/15充電10min補能450km22萬起廣汽埃安昊鉑GT高階智駕3L版2024/2/27充電15min補能450km25.99萬廣汽合創(chuàng)V092023/10/13充電10min補能400km31.88-43.88萬吉利極氪001FR2023/10/27充電15min@10%-80%76.9萬起吉利極氪0072023/12/27充電15min補能500/610km20.99-25.99萬吉利銀河E82024/1/5充電5min補能180km17.58-22.88萬吉利極氪0012024款2024/2/27充電11.5/15min@10%-80%26.9-32.9萬吉利極氪009光輝版2024/4/19充電11.5min@10%-80%78.9萬路特斯ELETERS+2022/10/2520min@10%-80%82.8萬沃爾沃EM902023/11/12800V81.8萬長城機甲龍2021/11/19充電10min補能401km48.8萬奇瑞星途星際元ES2023/12/20充電5min補能150km22.58-33.98萬華為智界S72023/11/28充電5min補能215km25.8萬起華為智界新款S72024/4/11充電5min補能215km24.98-34.98萬華為問界M9純電版2023/12/26充電5min補能150km56.98萬阿維塔11鴻蒙版2023/8/24充電10min補能200km28-37萬阿維塔122023/11/10充電20min@30%-80%30.08-40.08萬阿維塔11鴻蒙版智享升級版2024/1/8800V30-39萬阿維塔11千里智駕款2024/3/11充電10min補能200km25萬起阿維塔122024版2024/3/29800V26.58-40.08萬小鵬G62023/6/29充電10min補能300km20.99-27.69萬小鵬G92024版2023/9/1920min@10%-80%26.39-35.99萬小鵬P7i2023/11/6充電30min@10%-80%24.99萬起小鵬X92024/1/1充電10min補能300km35.98-41.98萬上汽智己LS62023/10/12充電10min補能350km23-30萬上汽智己L62024/5/13800V23-33萬理想MEGA2024/3/1充電12min補能500km55.98萬理想L62024/4/18充電20min@20%-80%24.98-27.98萬小米SU7Max版2024/3/28充電5min補能220km29.99萬北汽極狐阿爾法T52023/12/27充電10min補能260km15.58-19.98萬北汽極狐阿爾法SHi版2022/5/7充電10min補能197km39.79-42.99萬創(chuàng)維EV6ⅡPLUS+2023/9/12充電7min@30%-80%18.28萬長安深藍SL03純電版2023/8/25充電30min@10%-80%14.59-19.19萬比亞迪仰望U8豪華版2023/9/20充電18min@30%-80%109.8萬比亞迪仰望U92024/2/25充電10min@10%-80%168萬比亞迪海豹榮耀版2024/3/25充電30min@30%-80%17.98-24.98萬騰勢N72024/4/1充電15min補能350km23.98-32.98萬特斯拉Cybertruck2023/12/1800V79990/99990美元零跑C102024/3/2充電10min補能200km12.88-16.88萬東風嵐圖追光2023/4/18充電10min補能230km32.29-43.29萬遠航遠航Y(jié)62023/11/8充電10min補能300km32.98-52.98萬路特斯EMEYA2024/1/18充電15min@10%-80%66.8-118萬資料來源：高工鋰電，車質(zhì)網(wǎng)公眾號，各公司官網(wǎng)，各公司公眾號，圖表16：800V車型自23年下半年開始密集上市（款）車型數(shù)量76543212019/92019/112019/92019/112020/12020/32020/52020/72020/92020/112021/12021/32021/52021/72021/92021/112022/12022/32022/52022/72022/92022/112023/12023/32023/52023/72023/92023/112024/12024/3資料來源：高工鋰電，車質(zhì)網(wǎng)公眾號，各公司公眾號，在800V高電壓平臺下，電壓等級提高與碳化硅使用加劇軸承電腐蝕問題，對于軸承的絕緣性能的要求提升。我國新能源電動汽車驅(qū)動系統(tǒng)普遍采用永磁同步電機。在采用傳統(tǒng)鋼制軸承的情形下，鋼制軸承的內(nèi)圈、外圈和滾動體由軸承鋼制成、均為導體，中間的油脂為絕緣材料，當電壓超過絕緣擊穿閾值時，由于電機磁通不對稱、靜電積累、控制器共模電壓引起的軸電流，會對軸承電擊穿而造成電腐蝕問題，從而對軸承的壽命和可靠性產(chǎn)生重要影響。1）電壓提高：400V800V后，共模電壓大幅提高，軸電流增大，軸承電腐蝕問題將更加突出。2）碳化硅使用：400VIGBTPWM逆MOSFET，其在快速開關(guān)時瞬間會產(chǎn)生較高的電壓和電流變化率，也會增加軸承電腐蝕的風險。陶瓷球可以從本質(zhì)上解決軸承電腐蝕問題。將滾動體從鋼球替換為陶瓷球時，由于陶瓷球為絕緣材料，可以阻止電流在軸承內(nèi)外圈之間通過。具體為引入陶瓷球軸承后，軸承的內(nèi)圈與外圈之間的絕緣介質(zhì)間距很大，等效電容很小，容抗很大，交流電流和直流電流都無法通過，所以可以從根本上解決軸承電腐蝕的問題。圖表17：軸承內(nèi)外壁電腐蝕示意 圖表18：軸電壓超過閾值時擊穿油膜資料來源：《變頻電機軸承電流問題及其抑制研究》（胡家鳴，2023），

資料來源：《變頻電機軸承電流問題及其抑制研究》（胡家鳴，2023），400V大變化、升的很高時，會產(chǎn)生寄生電流，會使得軸承在運行的時候產(chǎn)生損態(tài)放電，放電的的水平，溫度也會比較高，鋼材熱脹冷縮的特性會使得軸承卡死、影響軸承的使用，而陶瓷材料的熱膨脹率低于鋼材，尺寸變化較小，可以在較高的工作溫度下保持性能，減少因熱膨脹引起的配合問題和磨損。圖表19：不同轉(zhuǎn)速下軸承的電壓、電流值 圖表20：不同轉(zhuǎn)速下的接觸面積和電流密度資料來源：《EDM電流對電動汽車電機軸承壽命的影響》（朱顯輝等，2016），

資料來源：《EDM電流對電動汽車電機軸承壽命的影響》（朱顯輝等，2016），圖表21：NSK軸承高速試驗資料來源：NSK官網(wǎng)，應用端，特斯拉最早開始采用陶瓷球軸承，多數(shù)車企測試中。在新能源汽車領(lǐng)域，最早為ModelS的電機中采用了混合陶瓷軸承，滾動體為氮化硅陶瓷球。近期（2448日）L621000rpm，也采800V車型中搭載的高轉(zhuǎn)速電機在性能要求下SU7）與s（轉(zhuǎn)速高達pm，公司預計將于5年上車，華為全新一代rOE0V高壓碳化硅黃金動力平臺電機（轉(zhuǎn)速高達rm，搭載于智界問界圖表22：上汽智己颶風電機采用陶瓷軸承資料來源：上汽智己L6技術(shù)發(fā)布會，圖表23：高轉(zhuǎn)速電機梳理車企電機名稱電機轉(zhuǎn)速（rpm）搭載車型車型上市時間小米V8s27200--V6/V6s21000SU72024/3/28華為 全新一代DriveONE800V高壓碳化黃金動力平臺電機22000S72023/11/282023/12/26上汽智己 颶風電機21000智己LS6智己L62023/10/122024/5/13吉利極氪 -20620極氪001FR2023/10/27比亞迪 易四方電驅(qū)總成系統(tǒng)20500U8U92023/9/202024/2/25特斯拉 -200002023款ModelSPlaid2023/1/6資料來源：各公司官網(wǎng)，各公司公眾號，華泰研究我們預計27年全球新能車領(lǐng)域陶瓷球市場空間達37億元汽車行業(yè)為軸承重要下游，21年銷量占比超三成。據(jù)GrandViewResearch統(tǒng)計，22年1302CAGR7.4%2022《2021年軸承行業(yè)經(jīng)濟年報》年報收錄的軸承行家生產(chǎn)企業(yè)）的軸承主要銷往汽車、家用電器、電機、工程機械、農(nóng)機拖拉機、農(nóng)用車、鐵路車輛、冶金礦山機械、紡織機械等市場，其中汽車市場銷量排名第一，占比達34%。圖表24：全球軸承市場規(guī)模 圖表25：2021年中國年報企業(yè)軸承銷售下游占比美元）全球軸承市場規(guī)模冶金礦山機械美元）全球軸承市場規(guī)模冶金礦山機械鐵路車輛工程機械1%農(nóng)機4%電機19%0%風力發(fā)電0%其他12%34%30%60020002016 2017 2018 2019 2020 2021 2022資料來源：GrandViewResearch， 資料來源：《中國機械工業(yè)年鑒2022》，2027E36.74億元，24-27CAGR。對于全球新能源乘用車銷量、800V2024229日外發(fā)報告《快充行800V平臺中應用所能發(fā)800V23-27800V高壓架構(gòu)的車型中的滲透率分5%/20%/40%/50%/60%200元，計算得出市場規(guī)模預測值。我們預計，202736.74億元，24-27CAGR。圖表26：全球新能源汽車領(lǐng)域陶瓷球市場空間測算2023E2024E2025E2026E2027E全球新能源乘用車銷量（萬輛）1368.91639.02002.02402.42834.8800V高壓架構(gòu)滲透率（%）1%5%8%10%12%800V高壓架構(gòu)車銷量（萬輛）15.178.7156.2235.4340.2陶瓷球滲透率（%）100%100%100%100%100%非800V高壓架構(gòu)車銷量（萬輛）1353.81560.31845.821672494.6陶瓷球滲透率（%）5%20%40%50%60%陶瓷球單車價值量（元/臺）200200200200200全球市場空間（億元）1.667.8217.8926.3836.74資料來源：EV-Volumes，CleanTechnica，華泰研究預測產(chǎn)業(yè)鏈由國外企業(yè)主導，陶瓷球自主開發(fā)進行時20601972年美國宇航局研制出第一套陶瓷軸承，主要用于航空航天領(lǐng)域耐極端溫度的特殊工況。2090年代開始，日美德等相繼建成多條陶瓷球及陶瓷球軸承生產(chǎn)線，陶瓷軸承的應用領(lǐng)域越19852000100噸高性能氮化硅陶瓷制品產(chǎn)線建成投產(chǎn)。從應用領(lǐng)域來看，從軍事及航空，逐步延伸至機床，近些年開始用于新能源行業(yè)，包括新能源汽車與風電。圖表27：陶瓷球發(fā)展歷程資料來源：《陶瓷球軸承制造技術(shù)及失效分析》（張永乾，2004），中國建材報，產(chǎn)業(yè)鏈主要包括粉體、陶瓷球、陶瓷球軸承環(huán)節(jié)，以日本、歐美企業(yè)為主導。的生產(chǎn)。粉體代表企業(yè)包括日本宇部興產(chǎn)（、東芝等，國內(nèi)企業(yè)包括青島瓷興等。2）陶瓷球：90%ASK、椿中島（TK、東芝等日系企業(yè)以及美國rton等。國內(nèi)的陶瓷球制造商包括上海材料研究所有限公司、上海泛聯(lián)科技股份有限公司、力星股份、中材高新、國瓷材料等。rto（FKGMTEMKENROSV等。國內(nèi)企業(yè)包括洛陽軸承研究所有限公司、上海泛聯(lián)科技股份有限公司等。圖表28：陶瓷球產(chǎn)業(yè)鏈圖資料來源：各公司官網(wǎng)，粉體：宇部等海外企業(yè)壟斷高端市場供給宇部興產(chǎn)株式會社1897α+相晶體含量高、結(jié)晶度高、氧含量低、粉體細小、顆粒均勻分布的氮化硅微粒，有助于增強燒結(jié)體的熱機械性能，其每年使用該方法可生產(chǎn)數(shù)百噸高質(zhì)量氮化硅粉體供應全球。2023713日，宇部興產(chǎn)決定擴建宇部化工2025年下半年投產(chǎn)，產(chǎn)能約為當時水平的1.5倍。圖表29：宇部興產(chǎn)氮化硅粉末制備工藝資料來源：宇部興產(chǎn)官網(wǎng)，青島瓷興：2010青島瓷興新材料有限公司2018瓷興采用燃燒合成法制備氮化硅粉體，在α相和雜質(zhì)含量方面達到世界一流水準，但粒度600陶瓷球：力星/中材/國瓷等加快自主開發(fā)步伐噪聲值等方面有待改善，導致這些差距的主要原因是技術(shù)路線不同。國外陶瓷球采用熱等靜壓燒結(jié)技術(shù)制備，而國內(nèi)陶瓷球采用氣壓燒結(jié)技術(shù)。粉體一體化企業(yè)，具備從氮化硅粉體制備到陶瓷球制造的一體化生產(chǎn)能力，其優(yōu)勢在于化學、硅酸鹽工業(yè)，但機加工環(huán)節(jié)相對薄弱，如日本東芝、美國諾頓（rn、中材高新、國瓷材料等；2）傳統(tǒng)鋼球企業(yè)，采購粉體，其優(yōu)勢在于機加工能力較強，如力星股份等。圖表30：兩類陶瓷球生產(chǎn)企業(yè)資料來源：日本東芝材料：積極擴產(chǎn)配套下游需求。在1974年取得氮化硅化合物的基本專利，東芝材料公司于2003年10月從東芝集團分拆出來，致力于推進氮化硅球的研發(fā)和生產(chǎn)，2022年公司全球市場份額約50%。2022年7月，東芝材料宣布在日本橫濱總部所在地投資超50億日元建設(shè)氮化硅陶瓷球工廠，投產(chǎn)后產(chǎn)能相比2021年將提升50%。2023年7月，東芝材料再投70億日元在日本大分市新設(shè)第二個氮化硅球生產(chǎn)基地，并將于2026年1月開始生產(chǎn)，屆時產(chǎn)能規(guī)模將比2022年度擴大2.5倍。（otorton成立于51990ASEANorton。1946N4陶瓷球產(chǎn)業(yè)化的單位，該單位制備的陶瓷球憑借其性價比優(yōu)勢一直給國外企業(yè)供貨。2000包括陶瓷球、陶瓷軸承、陶瓷刀杯環(huán)。公司已建立氮化硅、氧化鋯粉體制備與成型燒結(jié)生產(chǎn)線和陶瓷球、陶瓷軸承、陶瓷刀杯環(huán)等結(jié)構(gòu)陶瓷產(chǎn)品精密加工生產(chǎn)線，陶瓷球的制造精GB308-2002G3級。力星股份：鋼球頭部企業(yè)橫向拓展陶瓷球產(chǎn)品。23年年報，23年公司啟動高精密陶瓷球項目投產(chǎn)，為保障高精度陶瓷球的產(chǎn)業(yè)化，公司通過引進國內(nèi)外專業(yè)技術(shù)人才和先進設(shè)備，以人才與裝備融合為載體，部署了從原材料粉體、燒結(jié)、機加工的完整產(chǎn)業(yè)鏈解G3